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氮化铊中自旋 - 轨道耦合符号变化驱动拓扑绝缘体到狄拉克半金属的相变

材料科学 2015-01-14 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

基于第一性原理计算,我们揭示了具有纤锌矿结构的简单二元化合物 TlN 是一种三维 (3D) 拓扑绝缘体 (TI),其具有有效的负自旋 - 轨道耦合 λeff<0\lambda_{eff} < 0,这使得它区别于其他拓扑绝缘体,在其表面态中表现出相反的自旋 - 动量锁定效应。λeff\lambda_{eff} 的符号取决于 N-2p2p 和 Tl-5d5d 态之间的杂化,并且可以通过晶格应变或化学取代从负调谐为正,从而驱动系统进入体态中具有 3D 狄拉克锥的狄拉克半金属。这种拓扑相变可以通过电子机制实现,而无需破坏任何晶体对称性。

关键词

引用

@article{arxiv.1409.4534,
  title  = {Topological Insulator to Dirac Semimetal Transition Driven by Sign Change of Spin-Orbit Coupling in Thallium Nitride},
  author = {Xian-Lei Sheng and Zhijun Wang and Rui Yu and Hongming Weng and Zhong Fang and Xi Dai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.4534},
  year   = {2015}
}

备注

7 pages, 8 figures, including 2 pages and 4 figures for Supplemental Material